[發(fā)明專利]高強(qiáng)錨注自成巷方法與系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010218328.6
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111335900B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王琦;江貝;張朋;曾昭楠;蔣振華
• 申請（專利權(quán)）人: 王琦
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/10;E21D20/02;E21D15/14;E21D15/46;G06F30/20;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

1.高強(qiáng)錨注自成巷方法，其特征在于，包括：

獲取圍巖力學(xué)參數(shù)與圍巖狀況，進(jìn)行全巷道多斷面立體分區(qū)，確定工作面留設(shè)的回采巷道，通過數(shù)字鉆進(jìn)、鉆孔窺視得到巷道頂板圍巖力學(xué)參數(shù)與圍巖狀況，將巷道頂板劃分為強(qiáng)度劣化區(qū)、強(qiáng)度恢復(fù)區(qū)、原巖強(qiáng)度區(qū)，沿巷道走向?qū)㈨敯宸謪^(qū)相近的典型斷面劃分為同一區(qū)域，形成全巷道多斷面立體分區(qū)；

基于現(xiàn)場圍巖力學(xué)參數(shù)與圍巖狀況進(jìn)行錨注試驗，確定不同巷道區(qū)域的注漿參數(shù)；根據(jù)劃分的不同巷道區(qū)域頂板圍巖力學(xué)參數(shù)與圍巖狀況，開展不同巖層性質(zhì)、不同破碎程度、不同注漿材料、不同水灰比、不同注漿壓力、不同添加劑類別的錨注試驗；

以數(shù)字鉆進(jìn)為核心對不同巷道區(qū)域頂板注漿效果進(jìn)行定量評價，得到注漿后的圍巖力學(xué)參數(shù)；所述頂板注漿效果的定量評價指標(biāo)包括頂板應(yīng)力釋放率、側(cè)向支承壓力提升率、圍巖變形控制率與錨索強(qiáng)度使用率，所述頂板應(yīng)力釋放率為自成巷穩(wěn)定后頂板應(yīng)力比原巖應(yīng)力降低的百分比；所述側(cè)向支承壓力提升率為自成巷穩(wěn)定后實體煤幫側(cè)向支承壓力比原巖應(yīng)力增大的百分比；所述圍巖變形控制率為自成巷穩(wěn)定后斷面面積與設(shè)計斷面面積的百分比；所述錨索強(qiáng)度使用率為自成巷穩(wěn)定后高強(qiáng)注漿錨索受力與其極限破斷力的百分比；

根據(jù)不同巷道區(qū)域頂板注漿后的圍巖力學(xué)參數(shù)進(jìn)行數(shù)值計算，建立定量評價指標(biāo)，確定不同巷道區(qū)域的高強(qiáng)錨注參數(shù)與超前預(yù)裂參數(shù)；

對確定的高強(qiáng)錨注參數(shù)與超前預(yù)裂參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；

利用高強(qiáng)注漿錨索對巷道頂板進(jìn)行高強(qiáng)錨注，并對高強(qiáng)錨注后的巷道頂板進(jìn)行超前預(yù)裂、架設(shè)讓壓支柱；

在采空區(qū)頂板垮落形成矸石巷幫后，對矸石巷幫進(jìn)行護(hù)幫、護(hù)表處理，形成高強(qiáng)錨注自成巷；并根據(jù)巷道圍巖變形、讓壓支柱受力與高強(qiáng)注漿錨索受力情況，確定讓壓支柱回撤時機(jī)；

自成巷留設(shè)完成供下一工作面使用時，通過建立的圍巖變形控制率、高強(qiáng)注漿錨索強(qiáng)度使用率定量評價指標(biāo)對自成巷進(jìn)行評價，根據(jù)評價結(jié)果對巷道頂板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)；所述對自成巷進(jìn)行評價包括利用地質(zhì)雷達(dá)對采空區(qū)矸石與頂板接觸情況進(jìn)行探測，建立定量評價指標(biāo)，定量評價采空區(qū)矸石對頂板的支撐效果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)錨注自成巷方法，其特征在于，還包括確定對不同巷道區(qū)域頂板注漿時的注漿材料、注漿壓力、水灰比、添加劑類別。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)錨注自成巷方法，其特征在于，以數(shù)字鉆進(jìn)為核心對錨注前現(xiàn)場不同巷道區(qū)域頂板進(jìn)行探測，獲得圍巖力學(xué)參數(shù)R_a、頂板裂隙數(shù)量F_a；通過鉆孔窺視、測試?yán)卧囼瀸?shù)字鉆進(jìn)試驗結(jié)果進(jìn)行驗證；在錨注后巷道頂板相同區(qū)域開展數(shù)字鉆進(jìn)試驗，得到錨注后的圍巖力學(xué)參數(shù)R_b、頂板裂隙數(shù)量F_b、漿液擴(kuò)散范圍S；建立圍巖強(qiáng)度提升率、圍巖裂隙填充率定量評價指標(biāo)，對巷道頂板錨注效果進(jìn)行定量評價。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)錨注自成巷方法，其特征在于，所述圍巖強(qiáng)度提升率為錨注后圍巖強(qiáng)度比錨注前圍巖強(qiáng)度提高的百分比，圍巖裂隙填充率為錨注后填充裂隙數(shù)量與錨注前總裂隙數(shù)量的百分比。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)錨注自成巷方法，其特征在于，針對臨近斷層構(gòu)造的巷道，確定的高強(qiáng)錨注參數(shù)與超前預(yù)裂參數(shù)還應(yīng)乘以對應(yīng)的安全系數(shù)α₁；針對地應(yīng)力大的巷道，確定的高強(qiáng)錨注參數(shù)與超前預(yù)裂參數(shù)還應(yīng)乘以對應(yīng)的安全系數(shù)α₂；針對臨近采空區(qū)的巷道頂板，確定的高強(qiáng)錨注參數(shù)還應(yīng)乘以安全系數(shù)α₃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)錨注自成巷方法，其特征在于，根據(jù)所述高強(qiáng)錨注參數(shù)對巷道頂板進(jìn)行高強(qiáng)錨注，利用超前預(yù)裂技術(shù)對巷道頂板進(jìn)行超前預(yù)裂，并利用窺視或激光掃描方法對頂板預(yù)裂高度、裂縫平整度進(jìn)行探測；根據(jù)所述超前支護(hù)參數(shù)，利用讓壓支柱對巷道頂板進(jìn)行支護(hù)，并在讓壓支柱上安裝應(yīng)力監(jiān)測元件，以實時監(jiān)測工作面回采過程中讓壓支柱的應(yīng)力變化情況。